3.Определение критических параметров реактора методом приближения к критическому состоянию. Особенности размещения детектора нейтронов.

В процессе эксперимента либо постепенно увеличивают размер сборки, либо изменяют состав сборки заданного размера. Геометрический параметр в критическом состоянии становится равным материальному параметру (B²_кр = æ²), поэтому данные о критразмере характеризуют размножающие свойства среды, из которой состоит сборка. На каждой стадии эксперимента должна контролироваться степень подкритичности реактора, чтобы при следующем изменении размера (или состава) сборка не оказалась сильно надкритической. Во время эксперимента в сборку помещают источник нейтронов и один или несколько детекторов, служащих для наблюдений за изменениями плотности потока нейтронов. В детектор попадают нейтроны разного происхождения: одни испускаются источником (их число остается неизменным), другие возникают при делении топливных нуклидов (их число возрастает при увеличении размера сборки). При одном поглощении нейтрона в сборке может рождаться несколько новых нейтронов, т.е. произойдет умножение. Если первоначально в сборке появились Q нейтронов, то в следующем поколении их станет Q * k и т.д. Всего на один первоначальный нейтрон в сборке появится

= нейтронов. Это соотношение называется коэффициент усиления числа нейтронов. Его можно выразить следующим образом:

При увеличении размера сборки B² стремится к B²_кр , числитель в формуле КУ – к постоянной величине равной (1+M²B²_кр), знаменатель – к нулю, коэффициент усиления возрастает. Соответственно, будет расти и скорость счета нейтронов детектором J. Если построить график зависимости 1/J (обратного счета) от B, то критический размер может быть получен экстраполяцией к нулю.

На график зависимости 1/J от В существенно влияет выбор места расположения детектора в реакторе. Если детектор помещен вблизи источника, он регистрирует главным образом нейтроны из источника, и линейная зависимость может наблюдаться только при малых B2, т.е. больших размерах реактора. Наиболее надежно критразмер будет предсказан в том случае, если совпадут результаты экстраполяции по показателям двух детекторов, расположенных в разных позициях (рис. 5.4).

4.Изменения сечения упругого рассеяния нейтронов. Два типа реакции упругого рассеяния и интерференции между ними.

1-й опыт: детектор устанавливают на расстоянии r от исследуемого образца под углом θ к направлению пучка и измеряют скорость счета .

2-ой опыт: Образец удаляют и на его место ставят детектор (скорость счета R₀).

Толщина образца должна быть мала по сравнению с λ_рас=1/Σ_n,n. Защита необходима для того, чтобы в детектор не попадали рассеянные от стен нейтроны.

Существует два вида рассеяния:

1. Резонансное:

2. Потенциальное: В случае когда E_k+E_св далека от E_i, нейтронная волна отражается от поверхности ядра, как от непроницаемой сферы.

Соответственно, будут образовываться два вида нейтронных волн: отраженных от поверхности и проникшие внутрь и вновь испущенные. Между ними обнаруживается интерференция(рис3.5). Если А_пот и А_рез – соответственно амплитуды потенциального и резонансного рассеяния, то сечение учитывающее оба процесса, запишется в виде: